Suyuqlikka ta’sir etuvchi kuchlar. Gidrostatik bosim va uning xossalari. Gidrostatikaning asosiy

Gidrostatikaning asosiy tenglamasi.

Ixtiyoriy hajmchadagi suyuqlikka ta’sir qiluvchi og‘irlik kuchlarining teng tashkil etuvchisi G va uning koordinata o‘q- laridagi tashkil etuvchilari X, Y, Z deb olinsa, o‘ta qisqa vaqt oralig‘ida bosimning eng kichik o‘zgarishlarini ham hisobga oluvchi muvozanat tenglamasini quyidagicha yozish mumkin:

yoki
X x  Y y  Z z — ^l P  0


(l.7)

^{P  } ^{X x +Y y + Z z} ^{. (l.8)}
Suyuqlikka ta’sir qiluvchi hamma turdagi kuchlardan, faqat muvozanatdagi suyuqlikka, birgina og‘irlik kuchining tashkil etuvchisi Zdz, ya’ni Z = —g erkin tushish tezlanishi ta’sir ko‘rsatgani uchun (l.8) ni qayta yozish mumkin:

P = —^{ gz}.
(l.9)

Suyuqlikning erkin sirti uchun p = p₀ va z = z₀ ekanligi hisobga olinsa, suyuqlik sirtidagi bosimni e’tibordan chetda qoldirib bo‘lmaydi. Shuning uchun (l.9) ni qayta ishlab, uni yozamiz:
^{P  — gz  p}₀ ^{  gz0  p0 } ^{z0 — z}  ^{ g} . (l.l0)
Suyuqlik ustuni balandligi z koordinata o‘qiga, ya’ni z = h
mos kelishini hisobga olib, (l.l0) formulani qayta yozamiz:

P = p ₀   g h,
(l.ll)

bu yerda, p₀ — suyuqlik sirtidagi atmosfera bosimi, Pa; gh — suyuqlik ustunining bosimi, Pa.
Demak, o‘rganilayotgan nuqtadagi absolut bosim suyuqlik sirtidagi bosim bilan suyuqlik qatlami (ustuni) bosimlari yig‘indisiga teng ekan.

g

p
(l.l0) ni muayyan suyuqlik uchun o‘zgarmas kattalik pg.ga bo‘lib va guruhlab gidrostatikaning asosiy tenglamasi hosil qilinadi:

h  ^p
 g
 h₀  _⁰
 gonst,

(l.l2)

bu yerda, h — geometrik baland-
p
lik; _qg — pyezometrik balandlik;
p
h + _qg — gidrostatik dam; p —

4-rasm. Suyuqlik sathini aniqlashga doir chizma.
o‘rganilayotgan nuqtadagi ab- solut bosim; p₀ — suyuqlik sirtidagi bosim; gh — suyuqlik og‘irligi (ustuni)ning bosimi.
Suyuqlikning ixtalgan erkin xirti nuqtaxidagi geometrik ra pyezometrik balandliklar yig‘in- dixi o‘zgarmax kattalikdir.

Unda, sathning erkin sirtidagi bosim qancha miqdorga o‘zgarsa, albatta, o‘rganilayotgan nuqtadan absolut bosim ham shuncha miqdorga ortadi (yoki kamayadi) va suyuqlik bo‘ylab hamma yo‘nalishda bir xil uzatiladi. Yer sharoitida sathning erkin sirtidagi bosim atmosfera bosimiga teng:
p_atm = p₀.
Suyuqlik erkin sirti yuzasining hamma nuqtalariga nisbatan h o‘zgarmas bo‘lsa, bunday sirtni suyuqlikning xath yuzaxi deb ataladi. Tinch turgan suyuqlikning erkin sirti yoki suyuqlik ichkarisidagi ixtiyoriy chuqurlikda joylashgan suyuqlikning gorizontal kesimi hosil qilgan sirt bunga misol bo‘la oladi (4-rasm).
Suyuqlik har qancha muvozanatda bo‘lsa ham, mutlaqo muvozanatda bo‘la olmaydi. Faqat suyuqlik idish devorlariga


a b
5-rasm. Idish tezlanish bilan (a) va aylanma (b) harakat qilganida, undagi suyuqlik sathi sirtining shakli o‘zgarishi.

nisbatan nisbiy muvozanatda, ya’ni idish bilan birgalikda harakatda bo‘lishi mumkin. Masalan, bak yoki karburatordagi benzin avtomobil bilan birgalikda harakatlanadi, sistema yoki aylanayotgan idishdagi suyuqlik va sh.k. harakati nisbiy muvozanatda bo‘ladi. Nisbiy muvozanatdagi suyuqlikka ta’sir etadigan kuchlar hisobiga suyuqlik sirtining geometrik shakli o‘zgaradi, ya’ni gidrostatika qonunlaridan chetlashish holatlari o‘rinli bo‘ladi (5-rasm).